• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.367-377
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• 2014

국내 최대 상수원인 팔당호는 하천형 호소로 분류되며, 팔당호 수질은 외부오염원의 영향이 크다. 이에 본 연구에서는 팔당호 상류지역의 오염원 분포와 오염물질 유출특성을 분석하여 BOD와 TP 관리를 위한 중점관리 오염원을 선정하고자 하였다. 이를 위해 11개 단위유역에 대한 오염원별 발생부하량과 배출부하량을 조사하고, 74개 소하천의 수질 유량 측정결과를 이용하여 유달부하량과 유역면적당 유달부하 밀도를 분석하였다. 오염원별 BOD, TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량을 분석한 결과, BOD 발생부하량은 축산계가 66.0%로 가장 높은 비율을 차지하였고, BOD 배출부하량은 생활계가 42.7%를 차지하였으며, BOD 유달부하량은 축산계와 생활계가 각각 36.4%, 34.3%를 차지하는 것으로 나타났다. TP 발생부하량과 배출부하량, 유달부하량 모두 축산계에서 가장 높은 비율을 차지하였으며, 각각 82.5%, 44.4%, 46.7%로 나타났다. 또한 BOD 유달부하밀도는 인구밀도가 높은 경안천 유역이 $14.6kg/km^2/d$으로 가장 높았고, TP 유달부하밀도는 가축사육두수가 많은 청미천 유역이 $1.23kg/km^2/d$이 가장 높게 나타났다. 이러한 연구결과를 통해 팔당호 수질개선을 위해서는 생활오수와 가축분뇨를 중심으로 오염원관리가 필요하며 경안천 유역은 생활오수에 대한 관리가 필요하고 남한강 유역, 특히 청미천 유역은 가축분뇨에 대한 관리가 필요한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권8호
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• pp.802-808
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• 2010

본 연구는 하천 수질개선을 위해 충청남도 금강 중 하류권역에 위치한 18개의 지류하천을 대상으로 유량 및 수질측정, 하천그룹화, 오염물질 부하량 및 배출부하밀도를 산정하였다. 하천의 수질분석 결과는 저수기의 평균BOD농도를 기준으로 하천생활환경기준 II등급(BOD기준 3.0 mg/L)의 수질을 초과하는 하천은 정안천, 방축천, 길산천, 조천, 석성천, 강경천으로 나타났다. 하천그룹화 결과 금강에 유입되는 유량이 저수량을 기준으로 $10\;m^3/min$ 이상이고, 저수기의 평균BOD 농도가 3.0 mg/L 이상으로 금강의 수질을 악화시키는 주된 요인인 그룹(Group A)에 해당되는 하천으로는 조천, 강경천, 석성천, 정안천으로 나타났다. 이 하천들은 금강의 수질개선을 위해서 수환경관리의 대책을 가장 먼저 고려해야 할 것이다. Group A에 해당하는 하천 중 배출부하밀도가 10 BOD kg/$day{\cdot}km^2$ 정도 이상인 하천은 조천, 석성천, 강경천으로 나타났다. 하천의 유량 및 수질모니터링, 하천그룹화, 배출부하밀도산정 등을 통하여 수질개선 우선순위 유역을 선정한 결과, 연기군의 조천, 부여군과 논산시 경계에 위치한 석성천, 논산시의 강경천과 같은 하천 유역이 수질개선이 시급한 것으로 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1209-1215
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• 2022

선택적 촉매 환원법(SCR)은 질소산화물(NO_x)을 저감하는 매우 효율적인 방법으로 알려져 있으며 발생된 질소산화물(NO_x)을 질소(N₂)와 수증기(H₂O)로 환원시키는데 촉매 작용을 한다. 질소산화물(NO_x) 저감 성능을 결정하는 요소 중 하나인 촉매는 셀 밀도가 증가하면 촉매효율이 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실습선 세계로호에 설치되어 있는 발전 기관의 배기가스 조건을 모사한 실험장치를 통하여 100CPSI(60Cell)촉매의 부하에 따른 질소산화물(NO_x) 저감 성능을 확인하고 세계로호에 설치되어 있는 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 기존 연구 자료와의 비교를 통해, 셀 밀도가 질소산화물(NO_x)의 저감에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 실험용 촉매는 셀 밀도만 변화를 주었고 형태는 벌집형(honeycomb), 조성물질은 V₂O₅-WO₃-TiO₂를 동일하게 사용하여 제작하였다. 실험결과 100CPSI(60Cell) 촉매의 질소산화물(NO_x) 농도 저감율은 평균적으로 88.5%이며 IMO specific NOx 배출량은 0.99g/kwh로 IMO Tier III NOx 배출기준을 만족하였다. 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 경우, 질소산화물(NO_x) 농도 저감율은 78%, IMO specific NOx 배출량은 2.00g/kwh 이었다 두 촉매의 NOx 농도 저감율과 IMO specific NOx 배출량을 비교하였을 때, 100CPSI(60Cell)촉매가 25.8CPSI(30Cell) 촉매보다, NOx 농도 저감율은 10.5% 높고 IMO specific NOx 배출량은 약 2배 적은 것을 확인하였다. 따라서 촉매의 셀 밀도를 높임으로써 효율적인 탈질효과를 기대할 수 있으며 향후 실선 테스트를 통하여 검증한다면 촉매의 부피 저감을 통한 제작 비용을 줄이고 협소한 선박 기관실을 효율적으로 사용하기 위한 실용적인 자료로서 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.256-262
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• 2009

도시지역 비점오염부하를 저감하는 장치 중에서 수리동력학적 분리장치(HDS)는 가장 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 HDS장치 유형 중에서 Vortex Screen 장치를 실험실 규모로 개발 및 제작하여 강우유출수 처리특성을 분석하였다. 강우유출수내 입자물질을 모의하기 위하여 실험에 사용한 시료는 합류식 하수관거의 맨홀 바닥 퇴적물질, 도로변 측구의 퇴적물질, 소각장 fly ash, polyvinyl chloride (PVC)분말 등의 시료를 대상으로 하였다. 유입유량의 변화를 주었을 때 처리장치 본체에서 약 2분이 경과한 후 안정된 상태에서 유입수와 유출수 시료를 동시에 채수하였다. 수면적부하율은 110∼1,550 $m^3/m^2$ day의 범위로 운전하였으며, 유입수 SS농도의 범위는 141~1,986 mg/L로 하였다. Vortex Screen을 이용하여 다양한 입경과 밀도들 가진 입자들을 대상으로 수면적부하율과 하부배출유량비를 운전조건으로 하여 처리특성을 분석한 결과 제거효율에 영향을 주는 인자 중, 월류유량에 대한 하부배출유량 비율($Q_U/Q_O$), $Q_U/Q_O$값이 10%에서 20% 증가 시 SS 제거효율은 6% 증가하는 특성을 나타내었다. 도시지역의 대표적인 입경을 가진 퇴적물질 125<$d_p$<300 ${\mu}m$를 대상으로 처리능을 분석한 결과 SS, COD 제거효율 범위는 각각 68.0~ 81.0%, 53.1~71.9%를 나타내었다. 수면적 부하율이 증가함에 따라 처리효율은 유입부 유도판을 설치한 경우가 설치하지 않은 경우보다 10~20% 향상되는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2127-2131
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• 2008

본 연구는 자연생태하에서 지속가능한 태양에너지와 생태계작용에 의한 수질개선기법을 개발하기 위하여 생태연못을 설치하여 수질부하가 발생함에 따라 생태연못에 에너지를 순환시켜 생태적 수질정화 기능을 강화하는데 목적을 두었다. 본 연구에서 생태연못(Eco-Pond) 시스템의 수질개선 원리는 수중(유입수)의 침전, 유기산 생성, 메탄 발효, 호기성 산화, 광합성 산소배출 및 병원균 제거 등을 촉진시키기 위한 목적으로 축산농가 및 마을단위의 축산 및 생활하수 유입부에서 생태연못을 두어 수질을 개선하는 공법 즉, 산화조(Oxidation Pond)에 SolaBee 시스템을 결합한 모델을 제안하였다. 에너지 순환장치를 이용한 수질개선 방안으로는 태양열 연못 내에 물순환장치를 만들어 수체를 효율적으로 순환시키고 공기를 혼합시켜 부영양화가 진행되는 연못이 수질을 자연친화적으로 개선시키도록 하였다. 따라서 연구결과 태양에너지는 다른 자연에너지(풍력 등)에 비해서 에너지 밀도는 낮지만 지역의존성이 적고 그 양이 방대하여 21세기 중요한 에너지원으로 사용가능성을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 에너지 순환구조를 가진 생태연못 시스템은 우리나라 중소규모의 농촌 및 축산농가에 보급 될 수 있는 수질개선 시스템이다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.41-51
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• 2006

본 연구는 전형적인 비도시 유역인 화옹유역을 대상으로 토지이용과 인구 및 축산의 사육두수를 이용하여 수질항목과의 상관분석을 실시하였다. 화옹담수호로 유입되는 3개의 주요하천의 수질을 평가한 결과 남양천의 N1과 N2지점과 어은천의 E3지점이 특별한 관리가 필요한 것으로 평가되었으며, 이 지점에 설치중인 하수처리장이 완공될 경우 화옹담수호로 유입되는 하천수질개선과 담수호로 유입되는 부하량이 상당히 감소할 것으로 판단된다. 토지이용과 하천수질과의 상관성 분석결과 주거지역의 경우 양의 상관관계를 보였는데, 생활하수의 유입이 직접적인 원인인 것으로 판단되었다. 비도시 유역에서는 형성된 주거지역의 정화조의 정비와 하수처리장 신설, 하수관거 정비 등의 관리가 필요하며, 본 연구지역과같이 하구담수호가 위치한 지역에서는 더욱 중요하고 간척지토지이용에서도 고려해야 하는 사안이다. 논의 경우에는 수질항목들과 유의성을 갖는 음의 상관관계를 나타내었는데, 논은 오염물질을 배출하는 측면보다 하천생태에 좋은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 인구와 수질과의 상관분석결과 낮은 상관성을 나타내었으며, 단위면적당 인구수로 분석했을 때에는 비교한 결과 높은 상관계수를 나타내었다. 따라서 인구수로 유역의 오염물질 배출을 평가하기 보다는 밀도를 고려해서 평가하는 것이 합리적이다. 축산의 경우는 단위면적당 오염원을 고려하여 평가한 경우 사육두수로 평가하는 것 보다 합리적인 결론을 보였으나 상관성은 높지 않았다. 본 연구는 토지이용과 인구와 축산 등 오염원자료를 이용하여 수질항목간의 상관성을 분석한 결과이며 비도시 유역의 오염부하특성을 이해하는데 도움을 주며, 유역특성이 유사한 지역에서는 본 연구와 유사한 방법으로 유역내 오염원 특성을 파악하여 합리적인 관리계획을 세우는데 응용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.435-435
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• 2012

농경지 중에서 밭은 논보다 농약 비료 사용률이 매우 높기 때문에 논에 비해 비점오염물질 배출량이 훨씬 심각한 것으로 조사되고 있어 밭경지 비점오염저감기법 개발 및 체계적인 제어대책 수립이 무엇보다도 절실하다. 현재 선진국을 중심으로 다양하게 제시되고 있는 밭경지 비점오염 제어기법들 중 초생대에 대한 성공적 연구사례 및 적용사례에 대한 자료가 상당히 많이 제시되고 있으나, 우리나라의 경우 초생대를 적용한 밭경지 비점오염저감에 대한 기술개발 및 체계적인 연구가 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 초생대의 현장설치 및 모니터링을 통해 초생대의 비점오염부하 저감효과에 대한 기초조사를 실시하고 우리나라 밭경지에서의 적용가능성을 알아보고자 한다. 초생대 현장 실험을 위한 시험포는 경상북도 군위군 효령면에 위치한 경북대 농생대 부속농장 밭경지 $1,500m^2$ (455평)를 선정하였다. 시험포는 1개의 대조구와 6개의 처리구로 구성하였으며, 각 시험구의 크기는 길이 12m ${\times}$ 폭 4m (초생대 길이 2m ${\times}$ 폭 4m 포함)로 하였다. 초생대 조성을 위한 초종선정은 초생대 조성이 용이하고 관리효율성이 높은 초종으로서 손쉽게 구할 수 있고, 우리나라 기후와 토양특성에 적합하며 초생대 기능에 부합한 것으로 선정하였다. 초생대 시험포장에 재배할 작물은 우리나라 대표 밭작물인 콩으로 선정하였으며, 작물재배를 위한 퇴비, 비료, 제초제 등은 농촌진흥청에서 제시한 표준재배법에 준하여 시용하였다. 초생대 비점오염저감효과를 평가하기 위해서 시험포장에 플륨, 수위계, 강우계 등으로 구성된 모니터링시스템을 설치하였으며, 플륨의 수위-유량 캘리브레이션을 실시하였다. 실험을 위해 2회의 인공강우와 1회의 자연강우에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과 초생대 조성이 유출률에 상당한 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 인공강우의 경우 초생대 설치에 따라 유출률의 범위가 14.5~95.8% 정도로 감소되는 현상을 보였으며, 자연강우에서도 6.1~11.3% 정도의 유출률 감소를 보였다. 초생대 시험구별 유출률에 차이를 나타낸 이유는 현장실험시의 시험구별 지면조건과 초생대 초종별 특성(초장, 경경, 밀도 등)의 차이에 기인한 결과로 사료되었다. 비점오염저감효과 측면에서는 기존 밭농사 방식을 그대로 채택한 대조구에 비해 초생대 시험구에서 TS의 경우 15.6~90.3%, T-P의 경우 49.9~87.8%, T-N의 경우 6.7~91.1%의 저감율을 각각 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 초생대 기법이 우리나라 밭경지 비점오염부하를 저감시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.